内蒙古褐煤大分子结构模型优化与高温燃烧机理的分子动力学模拟研究

1

作者 贾进章 田昊 +3 位作者 贾鹏 赵丹 王东明 宋海龙 《煤炭转化》 北大核心 2025年第2期35-46,共12页

在分子水平上了解褐煤的高温燃烧机理是至关重要的。通过工业分析和元素分析,XPS,^(13)C NMR核磁共振实验和表征数据构建了内蒙古褐煤大分子结构模型并对其进行了结构优化,基于反应力场分子动力学(ReaxFF MD)模拟,利用AMS软件研究了其在... 在分子水平上了解褐煤的高温燃烧机理是至关重要的。通过工业分析和元素分析,XPS,^(13)C NMR核磁共振实验和表征数据构建了内蒙古褐煤大分子结构模型并对其进行了结构优化,基于反应力场分子动力学(ReaxFF MD)模拟,利用AMS软件研究了其在2500 K~4000 K高温下的燃烧行为,重点分析了4000 K高温下的燃烧特性。通过ReaxFF MD的模拟结果得出了褐煤高温燃烧过程中的主要气体和自由基产物的反应占比,确定了褐煤高温燃烧的主要气相产物(CO_(2),CO,H_(2)O,O_(2))和活性物种(·O,·H,·OH,·CHO,·CH_(2)O,·CHO_(2))。通过MS软件的Dmol^(3)模块,重点分析了主要燃烧产物的静电式分布和扩散特性。结果表明:内蒙古褐煤的燃烧过程包括多种复杂的物理化学相互作用;通过静电势分布和扩散特性分析发现,自由基在燃烧链反应中生成和消耗对燃烧过程的维持至关重要(特别是·OH和·H),电势分布显示出明显的高活性特征,扩散特性表现出高扩散性和高迁移性,表明高温环境下的扩散和反应活性对燃烧效率和链反应的延续起到了关键作用,进一步揭示高温可以有效促进自由基的生成和消耗,从而优化燃烧效率并减少污染物的生成。 展开更多

关键词 褐煤燃烧 大分子结构模型 REAXFF MD 模拟 高温燃烧 自由基动力学

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悬浮隧道考虑竖向弹性约束的子结构模型与涡振响应特性

2

作者 易壮鹏 李宇杰 +3 位作者 潘权 桂怡琦 唐新超 刘博 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3505-3519,共15页

通过将跨内支撑锚索与连接边界条件简化为竖向弹性约束,采用尾流振子考虑均匀流作用下结构的流固耦合效应,研究多跨锚索支撑式悬浮隧道的涡振特性。基于Euler-Bernoulli梁理论建立可考虑跨内/边界竖向支撑刚度对涡振特性产生影响的悬浮... 通过将跨内支撑锚索与连接边界条件简化为竖向弹性约束,采用尾流振子考虑均匀流作用下结构的流固耦合效应,研究多跨锚索支撑式悬浮隧道的涡振特性。基于Euler-Bernoulli梁理论建立可考虑跨内/边界竖向支撑刚度对涡振特性产生影响的悬浮隧道管体子结构模型,分析多组跨内锚索支撑刚度与边界约束刚度组合下管体的涡振响应规律。研究结果表明:当两类约束刚度增大、结构固有频率增大时,高阶模态越难以被激发,能有抑制涡振响应的作用;当锚索支撑刚度较小和较大时,靠近端部位置的涡振响应幅值随边界约束刚度的增大而减小,且跨度范围内的涡振响应峰值关于中点对称,当锚索支撑刚度中等且相邻阶次频率相差较大时,管体位移由单一模态主导,当相邻阶次频率接近时,在涡振锁定区间内可观察到由模态耦合所导致的“凹陷”和“凸起”的非线性现象;不同位置之间跨内位移响应的极大值在边界约束刚度较小、较大时分别出现在两端、中点位置。 展开更多

关键词 多跨锚索式悬浮隧道 涡激振动 子结构模型 跨内/边界约束刚度 尾流振子

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基于子结构模型降阶和数据驱动的杆塔结构损伤识别方法

3

作者 邓茂 严波 +4 位作者 高英博 杨寒旭 吕中宾 张博 刘光辉 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第7期850-863,共14页

针对受静载作用的输电杆塔大型复杂结构,提出了一种基于子结构模型降阶和数据驱动的损伤回归识别方法.根据杆塔框架结构特征及其在自重和覆冰静载作用下的变形特征划分子结构,确定结构可能出现的损伤状态,定义损伤指标.采用子结构模型... 针对受静载作用的输电杆塔大型复杂结构,提出了一种基于子结构模型降阶和数据驱动的损伤回归识别方法.根据杆塔框架结构特征及其在自重和覆冰静载作用下的变形特征划分子结构,确定结构可能出现的损伤状态,定义损伤指标.采用子结构模型降阶方法对含损伤结构的有限元模型进行降阶,形成降阶模型库.进一步,根据杆塔受载特征确定标定载荷,根据变形及破坏模式设计应变传感器布置方案,采用有限元方法计算降阶模型库中所有模型在标定载荷作用下的变形,构建数据集.以传感器测点的应变数据作为输入,损伤指标作为输出,利用BP神经网络算法建立损伤回归识别模型,实现杆塔损伤位置识别和损伤指标预测,为杆塔结构健康状态实时监测技术开发奠定了基础. 展开更多

关键词 子结构模型降阶 输电杆塔 数据驱动 损伤识别 回归模型

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页岩干酪根平均分子结构模型的构建方法

4

作者 施砍园 陈君青 +1 位作者 庞雄奇 惠沙沙 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期337-338,共2页

页岩中的主要有机成分是干酪根。一个真实的干酪根分子结构模型是利用分子动力学研究页岩有机质微观性质的基础。前人多建立二维干酪根模型,对三维干酪根结构模型的建立较少。因此,很有必要介绍一种建立页岩干酪根的三维分子结构模型的... 页岩中的主要有机成分是干酪根。一个真实的干酪根分子结构模型是利用分子动力学研究页岩有机质微观性质的基础。前人多建立二维干酪根模型,对三维干酪根结构模型的建立较少。因此,很有必要介绍一种建立页岩干酪根的三维分子结构模型的详细步骤。笔者等基于构建出的南堡页岩干酪根的二维分子结构模型,利用分子动力学模拟的手段,根据干酪根的密度. 展开更多

关键词 页岩 干酪根 平均分子结构模型 分子动力学模拟

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小保当富镜煤与富惰煤大分子结构模型构建及分子模拟

5

作者 邹晓艳 李焕同 +3 位作者 朱志蓉 姚征 马越 赵培 《中国煤炭》 北大核心 2024年第4期105-114,共10页

运用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)及^(13)C核磁共振谱等方法,分析研究了小保当煤富镜质组分离物(XV)和富惰质组分离物(XI)的大分子结构。研究结果表明,小保当煤中氧元素主要是以羰基、醚键、醚氢键、羟基环氢键等形... 运用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)及^(13)C核磁共振谱等方法,分析研究了小保当煤富镜质组分离物(XV)和富惰质组分离物(XI)的大分子结构。研究结果表明,小保当煤中氧元素主要是以羰基、醚键、醚氢键、羟基环氢键等形式存在,XI结构中的羰基氧含量高于XV结构;氮元素主要以吡啶型氮(N-6)和吡咯型(N-5)的形式存在,XPS S(2p)谱信号极弱,在构建平均结构模型时不考虑硫的赋存形式。XV和XI的芳碳率分别为57.91%和66.02%、桥碳和周碳之比分别为0.17和0.33、脂肪碳和芳香碳之比分别为0.97和0.71;XV较XI含有较多的链状或者环状脂肪结构,XV结构中芳香核以苯和萘为主,平均尺寸为0.448 nm,平均缩合环数为2.68;XI结构中芳香核以萘和蒽为主,平均尺寸为0.676 nm,平均缩合环数为3.03。2种煤大分子结构的分子式分别为C_(170)H_(150)O_(40)N_(2)与C_(192)H_(136)O_(37)N_(2),利用所构建的分子结构模型可进一步研究煤的热解、孔隙结构演化及煤层气吸附等机理。 展开更多

关键词 富镜煤 富惰煤 分子结构模型 密度模拟 核磁共振谱模拟 孔隙模拟

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成庄无烟煤大分子结构模型及其分子模拟 被引量：41

6

作者 相建华 曾凡桂 +3 位作者 李彬 张莉 李美芬 梁虎珍 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期391-399,共9页

利用晋城矿区成庄矿煤的工业分析、元素分析、13C-NMR、XPS等实验结果,构建了其大分子结构模型。模型中,芳香碳以2、3、4环结构为主,最大环数达五个;脂肪碳以甲、乙基侧链及环烷烃的形式存在。九个氧原子分别以七个羰基(主要为醌基)、... 利用晋城矿区成庄矿煤的工业分析、元素分析、13C-NMR、XPS等实验结果,构建了其大分子结构模型。模型中,芳香碳以2、3、4环结构为主,最大环数达五个;脂肪碳以甲、乙基侧链及环烷烃的形式存在。九个氧原子分别以七个羰基(主要为醌基)、一个羟基及一个醚氧的型式存在;两个氮原子以吡咯的形式存在。硫原子含量很低,在模型构建中没有体现。采用分子力学(MM)和分子动力学(MD)方法,对成庄煤结构模型进行能量最小化模拟。结果表明,分子内及分子间芳香层片之间的π-π相互作用,使其以近似平行的方式排列;高煤级煤结构中,短程有序的原因主要是分子间芳香层片的定向排列。分子间的氢键能及范德华能使结构达到最稳构型。 展开更多

关键词 成庄无烟煤 分子结构模型 分子力学 分子动力学 能量最小化构型

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兖州煤大分子结构模型构建及其分子模拟 被引量：27

7

作者 相建华 曾凡桂 +4 位作者 梁虎珍 孙蓓蕾 张莉 李美芬 贾建波 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期481-488,共8页

结合兖州煤的工业分析与元素分析及13C CP/MAS NMR实验结果构建了其大分子结构模型;芳香化合物以苯为主;脂肪结构以脂肪侧链、环烷烃和氢化芳环的形式存在,且甲基、亚甲基和次甲基的含量相当;17个氧原子分别以羧基、羰基与羟基型式存在... 结合兖州煤的工业分析与元素分析及13C CP/MAS NMR实验结果构建了其大分子结构模型;芳香化合物以苯为主;脂肪结构以脂肪侧链、环烷烃和氢化芳环的形式存在,且甲基、亚甲基和次甲基的含量相当;17个氧原子分别以羧基、羰基与羟基型式存在;三个氮原子分别以吡啶与吡咯的形式存在;五个硫原子以噻吩型硫的型式存在。采用分子力学(MM)和分子动力学(MD)对兖州原煤化学结构模型进行能量最小化模拟,显示稳定大分子结构的主要能量按大小排序依次为范德华能、键扭转能、键角能与键伸缩能;分子内芳香层片之间的π-π相互作用,使其以近似平行的方式排列。量子化学半经验方法(AM1)模拟结果表明,羰基碳原子相连的C-C键的活性比较高;模型中与S相连的C原子、边缘C原子都有较多的负电荷,易于发生氧化反应,而芳香碳原子所带电荷较少,稳定性很高。 展开更多

关键词 兖州煤 大分子结构模型 分子力学 分子动力学 量子化学

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羧酸系混凝土超塑化剂的作用机理及分子结构模型设计 被引量：14

8

作者 冉千平 丁蓓 +1 位作者 游有鲲 刘加平 《功能高分子学报》 CAS CSCD 2004年第1期159-164,共6页

　简要讨论了羧酸系混凝土超塑化剂的作用机理和分子设计原理,并详细分析了各种不同超塑化剂分子结构模型与分散和保坍性能之间的关系,提出了新型超塑化剂的分子设计原则,设计了一种集大减水、高保坍、低掺量的分子结构模型,对模型进行... 　简要讨论了羧酸系混凝土超塑化剂的作用机理和分子设计原理,并详细分析了各种不同超塑化剂分子结构模型与分散和保坍性能之间的关系,提出了新型超塑化剂的分子设计原则,设计了一种集大减水、高保坍、低掺量的分子结构模型,对模型进行了试验验证,结果证实了其分子设计原则的可行性。 展开更多

关键词 混凝土 羧酸系超塑化剂 作用机理 分子结构模型 分子设计

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神东2^(-2)煤镜质组大分子结构模型^(13)C-NMR谱的构建与修正 被引量：22

9

作者 贾建波 曾凡桂 孙蓓蕾 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期652-657,共6页

利用浮沉离心法得到了神东原煤的镜质组(SDV),并对其进行了固体13C-CP/MAS NMR测试和元素分析。由13 C-NMR实验得到了SDV中碳原子的结构分布特征和12种结构参数。结果表明,在SDV的结构中芳香碳原子的存在形式主要是缩合程度为2的萘,其... 利用浮沉离心法得到了神东原煤的镜质组(SDV),并对其进行了固体13C-CP/MAS NMR测试和元素分析。由13 C-NMR实验得到了SDV中碳原子的结构分布特征和12种结构参数。结果表明,在SDV的结构中芳香碳原子的存在形式主要是缩合程度为2的萘,其余则是以苯环和含杂原子的芳香环。利用结构参数和元素分析的结果构建了SDV的大分子结构模型,并运用13C-NMR预测软件ACD/CNMR predictor计算了SDV大分子结构模型的13C化学位移。根据计算结果对SDV的大分子结构模型进行了修正,获得了能和实验谱图吻合较好的大分子结构模型。 展开更多

关键词 镜质组 13C-NMR 神东2-2煤 化学位移 大分子结构模型

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煤分子结构模型构建及优化研究 被引量：16

10

作者 张志军 王露 李浩 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期245-253,共9页

从分子层面认识煤的分子结构特征对实现煤炭合理利用及高效转化具有重要意义。以淮北矿业集团青东煤矿煤为研究对象,通过工业分析、元素分析、核磁共振碳谱(13C-NMR)及X射线光电子能谱(XPS)等测试方法,对其分子结构进行研究。结果表明,... 从分子层面认识煤的分子结构特征对实现煤炭合理利用及高效转化具有重要意义。以淮北矿业集团青东煤矿煤为研究对象,通过工业分析、元素分析、核磁共振碳谱(13C-NMR)及X射线光电子能谱(XPS)等测试方法,对其分子结构进行研究。结果表明,青东煤的芳香化合物以2、3环结构为主;脂肪结构以甲、乙基侧链及环烷烃形式为主;分子结构中芳香桥碳与周碳比为0.35。氧原子以羰基和酚羟基形式存在,氮原子分别以吡啶和吡咯形式存在,硫原子含量较低,在该模型中不再考虑。依此构建青东煤大分子平均结构模型,其分子式为C_(142) H_(128) N_(2) O_(3),分子量为1910.60。煤的大分子结构中芳香结构单元包括2个苯环、2个萘、4个蒽;杂原子以2个羰基和1个酚羟基、1个吡啶和1个吡咯的形式存在。对单个大分子结构模型进行结构优化和退火动力学模拟研究,桥键、脂肪键等化学键发生了明显的扭转,分子内芳香片层之间的π—π相互作用使相邻芳香片层之间趋于近似平行排列;总势能由2121.14 kJ/mol下降到1255.85 kJ/mol,其中键伸缩能及范德华能占主导地位。将18个青东煤大分子模型构建成聚集态结构模型。经过分子力学和分子动力学模拟优化后,大分子受周围分子的制约,原本近似平行排列的片状芳香碳结构发生扭曲形变,结构杂乱。研究构建的青东煤大分子结构模型可为选择浮选药剂提供模型基础。 展开更多

关键词 核磁共振碳谱 XPS 分子结构模型 分子动力学 结构优化

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沁水盆地南部无烟煤大分子结构模型及其含甲烷力学性质 被引量：6

11

作者 张彬 曾凡桂 +3 位作者 王德璋 康官先 张晓雨 康天合 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期534-543,共10页

受地质因素影响的煤体结构能够影响煤层气井的产气能力,且在实际地质条件下,煤储层往往含有甲烷,使得含甲烷煤体的力学性质与储层压裂改造的效果密切相关。通过工业分析、元素分析、核磁共振碳谱(13 C-NMR)和X射线光电子能谱(XPS)等手... 受地质因素影响的煤体结构能够影响煤层气井的产气能力,且在实际地质条件下,煤储层往往含有甲烷,使得含甲烷煤体的力学性质与储层压裂改造的效果密切相关。通过工业分析、元素分析、核磁共振碳谱(13 C-NMR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段测试和分析了山西沁水盆地寺河矿无烟煤的元素组成、原子比和官能团类型与分布等分子结构特征,构建了其大分子结构模型,模型的碳含量和密度与实测值具有较好的一致性。采用蒙特卡洛法模拟计算了甲烷在无烟煤中的吸附量、吸附位和吸附热,得到了甲烷在无烟煤中的吸附构型。结果表明:甲烷在无烟煤中的饱和吸附量为22.4个/晶胞,Langmuir压力为1.12 MPa,无烟煤模型中的芳香碳、吡啶型氮和吡咯型氮以及羧基是甲烷分子主要吸附位,等温吸附热随吸附压力的升高呈对数下降,说明甲烷在低压力时率先占据无烟煤表面的高能吸附位;甲烷在无烟煤中的吸附热介于22.65~25.00 kJ/mol,远小于42 kJ/mol,属于物理吸附。采用分子动力学方法对无烟煤的含气力学性质进行了模拟,定量研究了含气量对无烟煤的体积模量、杨氏模量、剪切模量和泊松比的影响。结果表明,无烟煤的体积模量、杨氏模量和剪切模量等随着含气量的增大呈对数规律降低,而泊松比随吸附量的增大呈线性增大;与不含甲烷的无烟煤相比,体积模量、杨氏模量和剪切模量最高降低了38.5%,24.4%和27.1%,表明吸附甲烷能够显著降低无烟煤的力学强度,其机理为无烟煤的体积和膨胀率随吸附量的增加呈指数增大,使得无烟煤基质之间的相互作用力降低,进而导致无烟煤的强度降低,抵抗变形的能力减弱。无烟煤的范德华能在吸附甲烷的过程中降幅最大,说明范德华能是保持煤体结构和力学性质稳定的主导因素。 展开更多

关键词 无烟煤 大分子结构模型 沁水盆地 吸附 蒙特卡洛 分子动力学

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国家游泳中心子结构模型往复水平加载试验 被引量：5

12

作者 钱稼茹 胡晓斌 +2 位作者 赵作周 傅学怡 顾磊 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第9期1-7,53,共8页

为研究国家游泳中心“水立方”内墙受力最大部分的抗震性能,而完成了1/3缩比的子结构模型在重力荷载代表值和往复水平力作用下的试验。子结构模型的破坏形态为杆件局部屈曲和杆件母材拉断,破坏的杆件主要位于墙面上;杆端贴板使塑性铰和... 为研究国家游泳中心“水立方”内墙受力最大部分的抗震性能,而完成了1/3缩比的子结构模型在重力荷载代表值和往复水平力作用下的试验。子结构模型的破坏形态为杆件局部屈曲和杆件母材拉断,破坏的杆件主要位于墙面上;杆端贴板使塑性铰和破坏位置转移至杆件上,避免了杆件与节点连接焊缝的破坏。子结构模型受推和受拉的名义屈服位移角分别为1/127及1/100左右,水平荷载分别为880kN和746kN,为顶部附加重量的1.73倍和1.47倍;加载至水平力为附加重量的2倍以上、顶点位移角为1/50左右,承载力尚未下降,水平位移仍能增大。试验结果表明,子结构模型具有大的承载能力、良好的变形能力和耗能能力。 展开更多

关键词 国家游泳中心 子结构模型 抗震试验 破坏形态 贴板

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阳煤某矿无烟煤大分子结构模型及分子模拟 被引量：2

13

作者 贾进章 邢迎欢 +1 位作者 李斌 吴禹默 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期52-57,共6页

为构建阳煤某矿无烟煤大分子结构模型,利用工业分析、元素分析、核磁共振(^(13)C-NMR)、X射线光电子能谱(XPS)等测试手段,对其分子结构进行表征。结果表明:该煤样桥周碳比为0.38。该煤大分子结构中芳香结构单元包含3个萘、6个蒽,1个芘和... 为构建阳煤某矿无烟煤大分子结构模型,利用工业分析、元素分析、核磁共振(^(13)C-NMR)、X射线光电子能谱(XPS)等测试手段,对其分子结构进行表征。结果表明:该煤样桥周碳比为0.38。该煤大分子结构中芳香结构单元包含3个萘、6个蒽,1个芘和1个苯并芘;脂肪结构以短烷基侧链和环烷烃的形式存在;杂氧原子以4个羟基,2个甲氧基、5个醚氧键、1个羰基以及1个吡啶,2个吡咯,1个季氮构成;初步构建了阳煤某矿无烟煤分子模型,其分子式为C_(207)H_(162)O_(12)N_(4),相对分子质量为2894。对无烟煤大分子结构模型进行优化,总能量由2703.08 kJ/mol降低至890.86 kJ/mol。将15个煤大分子模型构建成聚集态结构模型,研究CO_(2)、CH4、N2的孔隙结构分布特征,从孔隙分布特征角度分析,该无烟煤对3种气体的吸附能力由强至弱分别为CO_(2)、N_(2)、CH_(4)。 展开更多

关键词 无烟煤 13C-NMR XPS 分子结构模型 分子模拟 孔隙特征

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一种新的原子结构模型及其计算机演示 被引量：1

14

作者 吴国玢 F.HERRMANN 章琢之 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2014年第1期34-38,共5页

通过引入电子素这一新概念,建立了基于薛定谔方程的新的原子结构模型——电子素模型.与传统模型相比,新模型更加贴近人们的日常经验,其中专门定义的电子素密度和流密度这两个量可以用来清晰地表示氢原子所处的各种状态(本征态和叠加态)... 通过引入电子素这一新概念,建立了基于薛定谔方程的新的原子结构模型——电子素模型.与传统模型相比,新模型更加贴近人们的日常经验,其中专门定义的电子素密度和流密度这两个量可以用来清晰地表示氢原子所处的各种状态(本征态和叠加态),而且容易进行不同的操作和应用,因而具有更强的可操作性.根据这个模型,人们可以形象地表述薛定谔方程的解,清楚地看到处于各种不同状态下的氢原子的图形,还可以看到它从一个本征态或定态跃迁至另一个定态之过程的动画演示.原子的一些性质或现象也可以由此更方便更直观地得以解释.因此,电子素模型可望有助于推进量子物理的教学和科研. 展开更多

关键词 原子结构模型 薛定谔方程 波函数 电子素

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“原子结构模型的演变和原子的构成”第一课时教学设计 被引量：2

15

作者 汪纪苗 《化学教学》 CAS 2010年第12期32-35,共4页

1设计思想 本节内容属于《化学1》的专题1的“第三单元人类对原子结构的认识”，包含了二个内容：原子结构模型的演变和原子的构成。学生在初中已经初步接触了原子的构成，有一定的基础，也知道原子、质子、电子、同位素等概念。

关键词 原子结构模型 教学设计 演变 课时 设计思想 三单元 同位素 化学

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分子结构模型的计算机显示系统简介

16

作者 陈明旦 胡盛志 《实验技术与管理》 CAS 1992年第4期55-57,共3页

分子图形学已发展为解决化学、医药、生物化学和分子生物学领域问题的最重要的工具之一。在结构化学的教学与科研中,当涉及分子的对称性、晶系的空间点阵形式、金属原子的最密堆积及空隙和离子化合物的结构等时,需要大量借用实物分子模... 分子图形学已发展为解决化学、医药、生物化学和分子生物学领域问题的最重要的工具之一。在结构化学的教学与科研中,当涉及分子的对称性、晶系的空间点阵形式、金属原子的最密堆积及空隙和离子化合物的结构等时,需要大量借用实物分子模型。但实物分子物理模型的制作、维护和使用存在诸多的不便。使用微型计算机可在屏幕上交互式地控制化学分子图形的显示,它既是一种新兴的计算机辅助教学(CAI)手段,又一种经济实用且效果良好的实物模型的代替物。 展开更多

关键词 分子结构模型 计算机 显示系统

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柳林3#镜煤吡啶残煤大分子结构模型及分子模拟 被引量：4

17

作者 马延平 相建华 +1 位作者 李美芬 曾凡桂 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1300-1309,共10页

对柳林3#镜煤吡啶抽提残煤(LLR)进行了13C CP/MAS NMR和XPS分析,结合元素分析和工业分析,构建了其大分子模型。LLR结构中芳香部分以蒽为主,脂肪结构主要以脂肪侧链的形式存在,氧原子分别以醚键、羟基和羰基形式存在,氮原子以吡咯和吡啶... 对柳林3#镜煤吡啶抽提残煤(LLR)进行了13C CP/MAS NMR和XPS分析,结合元素分析和工业分析,构建了其大分子模型。LLR结构中芳香部分以蒽为主,脂肪结构主要以脂肪侧链的形式存在,氧原子分别以醚键、羟基和羰基形式存在,氮原子以吡咯和吡啶的形式存在。运用13C NMR预测软件ACD/CNMR predictor计算了大分子结构模型的13C化学位移。与实验13CNMR谱图相比较,对LLR的大分子结构模型进行了修正,获得了13C NMR计算谱能和实验谱图吻合较好的大分子结构模型。采用分子模拟对LLR化学结构模型进行能量优化,结果表明,大分子结构的能量按其大小排序主要为范德华能、键扭转能、键角能与键伸缩能。芳环之间的平行排列在该结构模型中占有很小的比例。最后通过添加周期性边界条件得到该煤的密度为1.22 g/cm3。量子化学半经验方法(PM 3)模拟结构表明,脂肪侧链中的C-C键较长,因而活性较高;边缘碳原子带有较多的负电荷,易于发生氧化反应;芳香碳原子所带电荷较少,稳定性很高。 展开更多

关键词 柳林3#镜煤吡啶抽提残煤 13C NMR XPS 化学位移 大分子结构模型 量子化学

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陕北低阶烟煤显微组分结构特征及分子结构模型 被引量：3

18

作者 张飏 《洁净煤技术》 CAS 2017年第2期25-30,共6页

为了更好地利用我国丰富的低阶煤资源,以变质程度较低的陕北低阶烟煤镜质组、惰质组富集物作为研究对象,采用常规的煤质分析、傅立叶变换红外光谱、高分辨固体13C核磁共振、X射线衍射等分析表征手段,对样品结构进行全面分析,得到了陕北... 为了更好地利用我国丰富的低阶煤资源,以变质程度较低的陕北低阶烟煤镜质组、惰质组富集物作为研究对象,采用常规的煤质分析、傅立叶变换红外光谱、高分辨固体13C核磁共振、X射线衍射等分析表征手段,对样品结构进行全面分析,得到了陕北低阶烟煤显微组分分子结构特征及结构参数,建立了镜质组和惰质组的部分分子结构模型。结果表明,陕北低阶烟煤镜质组和惰质组氧含量均较高,硫含量很低,所选镜质组的芳碳率为0.634,平均缩合环数约为2.98个;惰质组的芳碳率为0.734,平均缩合环数约为3.15个;相对于镜质组,惰质组的缩合程度更高,芳核尺寸更大,排列也更加规则有序。今后低阶烟煤加工转化工艺的研究应从分子层面揭示其不同显微组分结构特征的差异性,为低阶烟煤清洁高效利用新工艺的开发奠定基础。 展开更多

关键词 低阶烟煤 显微组分 结构特征 分子结构模型

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低熟页岩干酪根分子结构及生烃特征——以渤海湾盆地辽河坳陷曙光地区古近系沙河街组为例

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作者 马桂丽 陈君青 +5 位作者 岳长涛 马跃 王玉莹 庞宏 姜福杰 火勋港 《石油与天然气地质》 北大核心 2025年第2期427-442,共16页

从分子尺度探讨低熟页岩干酪根结构及生烃特征,揭示其生烃路径和生烃模式对低熟页岩干酪根生烃研究及页岩油勘探的重要意义。通过元素分析、固体碳核磁共振谱(^(13)C NMR)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等测试分析,... 从分子尺度探讨低熟页岩干酪根结构及生烃特征,揭示其生烃路径和生烃模式对低熟页岩干酪根生烃研究及页岩油勘探的重要意义。通过元素分析、固体碳核磁共振谱(^(13)C NMR)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等测试分析,研究了辽河坳陷西部凹陷沙河街组四段低熟页岩干酪根的杂原子形态、碳骨架结构、脂肪族和芳香族官能团等特征,构建了化学式为C_(188)H_(310)O_(14)N_(4)S的干酪根二维分子结构模型。结果表明:该干酪根分子具有脂肪族含量占比高(73.40%)、芳香族含量占比低和脂肪链较长(亚甲基链碳数为5.04)的特征。干酪根分子的热解生烃反应分子动力学(ReaxFF MD)模拟显示,气态烃(C_(1)—C_(4))质量占比在3500 K温度下可高达41.32%,轻油组分(C_(5)—C_(13))质量占比在3300 K温度下高达20.75%,重油组分(C_(14)—C_(39))质量占比在2800 K温度下高达30.22%,干酪根热解生烃转化率高达61.67%。页岩干酪根生烃过程经历了结构变化、弱键断裂、强键断裂、二次裂解和缩聚反应等阶段,发生了脂肪族杂原子断键和碳-氢原子断键、芳香族杂原子断键和碳-氢原子断键及芳环脱氢缩聚反应。 展开更多

关键词 结构特征 平均分子结构模型 生烃路径 生烃模式 干酪根 低熟页岩 西部凹陷 辽河坳陷 渤海湾盆地

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^(13)C NMR、FT-IR、Raman和建模技术对烟煤和无烟煤分子结构的应用研究 被引量：1

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作者 李元吉 代诚欣 +2 位作者 孟上九 张保勇 张强 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第6期1063-1072,共10页

【目的】探究高精度煤的结构演化及其机理的定量表征。【方法】通过显微组分鉴定、镜质体反射率、工业品质、元素分析和光谱分析,确定了烟煤(FS1)和无烟煤(ZY1)碳骨架结构、官能团的赋存状态等信息,并通过计算机辅助分子设计建立2个分... 【目的】探究高精度煤的结构演化及其机理的定量表征。【方法】通过显微组分鉴定、镜质体反射率、工业品质、元素分析和光谱分析,确定了烟煤(FS1)和无烟煤(ZY1)碳骨架结构、官能团的赋存状态等信息,并通过计算机辅助分子设计建立2个分子结构模型。【结果】结果表明,随着煤化作用的进行,烟煤到无烟煤过程中,亚甲基的损失速率比甲基的损失速率快,芳香性增强,芳香环的脂肪族链变短且支化度较高,含氧官能团逐渐减少,煤结晶程度增强,煤的化学结构趋于成熟稳定,且煤中的脂肪碳减少,芳香碳增加,甲基碳和亚甲基碳含量减少。经过多次尝试确定了芳香炭、脂肪族侧链和氧官能团之间的键合模式,获得最终的分子结构模型:C_(175)H_(162)O_(13)N_(2)(FS1)、C_(190)H_(159)O_(5)N_(3)(ZY1).该模型较好地反映煤的真实结构,模拟的^(13)C NMR光谱与实验光谱具有良好的一致性。上述研究为不同变质程度煤的分子结构演化提供了理论参考,为建立高可信度的分子结构表征提供了方法。 展开更多

关键词 煤 ^(13)C NMR FT-IR RAMAN 分子结构模型

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